Безпроводові лінії зв’язку

Поряд з провідними лініями в електрозв'язку широко використовуються лінії радіозв'язку. Сигнали електрозв'язку, що підлягають передачі, перетворюються радіопередавачем в радіочастотних сигналів здатні випромінюватися передавальною антеною у відкритий простір у вигляді радіохвиль. Радіохвилі - це електромагнітні коливання з частотами до 3-Ю12 Гц, що поширюються в просторі без штучних напрямних середовищ. У відповідності з міжнародної домовленості всі радіохвилі розділені на дев'ять діапазонів. Далі радіохвилі приймаються антеною радіоприймача і перетворюються в ньому спочатку в сигнали електрозв'язку, а потім до відповідних повідомлень. Протяжність радіолінії і можливе число сигналів, які передаються по ній, залежать від багатьох чинників: діапазону використовуваних частот, умов поширення радіохвиль, технічних даних радіопередавачів, радіоприймачів, антен та ін.

Цінним якістю радіоліній є можливість їх швидкої організації і порівняно невисока вартість. Важливим є також той факт, що радіолінії використовуються для зв'язку з будь-якими рухомими об'єктами (кораблями, поїздами, літаками, космічними літальними апаратами), а також для зв'язку їх між собою. Термін радіолінія поширюється на усі типи ліній, в яких сигнали електрозв'язку, перетворені в радіосигнали, передаються у відкритому просторі у вигляді радіохвиль.

Лінія радіозв'язку може складатися з декількох або багатьох ділянок (інтервалів), в межах яких передача сигналів відбувається згідно розглянутої схеми.

Рисунок 6 – Схеми радіолінії; радіорелейної лінії; супутникової радіолінії

У цьому випадку сигнали, передані з одного пункту, приймаються в іншому, посилюються і передаються далі в третій пункт і т.д. Такі лінії називаються радіорелейними лініями РРЛ. На рис.6 приведена схема РРЛ, що забезпечує двосторонню передачу сигналів. Кожен крайовий пункт РРЛ, званий кінцевою станцією, має радіопередавач і радіоприймач для одночасної передачі і прийому сигналів. Передача і прийом виробляються на різних частотах, тому передавальна апаратура не заважає роботі приймальної. На кожній проміжній станції є, принаймні, по два радіопередавача і радіоприймача для одночасного прийому і передачі сигналів в двох напрямках.

Радіохвилі, які використовуються для радіорелейного зв'язку (частоти 2...8 ГГц), поширюються прямолінійно, подібно до променів світла. Тому і станції один від одного повинні знаходитися в межах прямої «радіовидимості», зазвичай не перевищує 40...60 км. Це відстань залежить, в основному, від висоти підняття антен над землею. Загальна протяжність РРЛ може досягати декількох тисяч кілометрів. По таким лініях можна передавати одночасно тисячі телефонних сигналів або кілька програм телевізійного мовлення.

Різновидом радіорелейних ліній є супутникові радіолінії (рис.5). Радіосигнали із земної передавальної станції випромінюються в напрямку штучного супутника Землі (ШСЗ), де приймаються, посилюються і знову передаються за допомогою радіопередавача в напрямку земної станції прийому. Радіотехнічне обладнання ШСЗ виконує функцію проміжної станції радіорелейної лінії, яка знаходиться на великій висоті.

Створення супутникових ліній стало можливим після запуску в СРСР 4 жовтня 1957р. першого в світі ШСЗ. Широкі можливості супутникового зв'язку роблять його свого роду унікальним і надзвичайно ефективним засобом електрозв'язку. Супутниковий зв'язок дозволяє швидко перекинути «мости» зв'язку між окремими районами країни.

Радіоканали наземного і супутникового зв'язку утворяться за допомогою передавача і приймача радіохвиль. Існує велика кількість різних типів радіоканалів, що відрізняються як використовуваним частотним діапазоном, так і дальністю каналу. Діапазони коротких, середніх і довгих хвиль (KХ, СХ і ДХ), називані також діапазонами амплітудної модуляції (Amplitude Modulation, AM) по типі використовуваного в них методу модуляції сигналу, забезпечують далекий зв'язок, але при невисокій швидкості передачі даних. Більш швидкісними є канали, що працюють на діапазонах ультракоротких хвиль (УКВ), для яких характерна частотна модуляція (Frequency Modulation, FM), а також діапазонах надвисоких частот (СВЧ чи microwaves). У діапазоні СВЧ (понад 4 Ггц) сигнали вже не відбиваються іоносферою Землі і для стійкого зв'язку потрібно наявність прямої видимості між передавачем і приймачем. Тому такі частоти використовують або супутникові канали, або радіорелейні канали, де ця умова виконується.

В комп'ютерних мережах сьогодні застосовуються практично всі описані типи фізичних середовищ передачі даних, але найбільш перспективними є волоконно-оптичні. На них сьогодні будуються як магістралі великих територіальних мереж, так і високошвидкісні лінії зв'язку локальних мереж. Популярним середовищем є також кручені пари, що характеризуються відмінним співвідношенням якості до вартості, а також простотою монтажу. За допомогою крученої пари звичайно підключають кінцевих абонентів мереж на відстанях до 100 метрів від концентратора. Супутникові канали і радіозв'язок використовуються найчастіше в тих випадках, коли кабельні зв'язки застосувати не можна — наприклад, при проходженні каналу через малонаселену чи місцевість же для зв'язку з мобільним користувачем мережі, таким як шофер вантажівки, лікар, що робить обхід, і т.п.

Контрольні питання

1. Що забезпечують лінії зв’язку?

2. На які групи поділяються типи ліній зв’язку?

3. Чим визначаються можливості і область застосування кабелів?

4. Як поширюється світловий промінь уздовж двошарового волокна?

5. Які істотні переваги мають волоконно-оптичні лінії?